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Der Erfindung, die einen elektronischen Schalter betrifft, liegt
die Aufgabe zugrunde, ein sprunghaftes Schalten einer Transistorstufe zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen elektronischen Schalter
gelöst, der durch einen astabilen Multivibrator, der über eine durch eine Transistorstufe
gebildete Schwellstufe durch eine Induktivität belastet ist, die über die Emitter-Kollektor-Strecke
eines Transistors dieser Transistorstufe und einen Widerstand gespeist ist, gekennzeichnet
ist.
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Die Induktivität kann insbesondere veränderlich ausgebildet sein und
hierzu erfindungsgemäß einen Schaltkern aufweisen, der unter dem veränderlichen
Einfluß eines Permanentmagneten steht.
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Durch das Schalten des Multivibrators tritt an der Induktivität eine
Selbstinduktionsspannung auf, die ab einer bestimmten Größe die Kippfrequenz des
Multivibrators beeinflußt. Sie bewirkt, daß der Multivibrator nicht mehr mit der
ihm eigenen, sondern mit einer höheren Frequenz schwingt. Mit dieser Frequenzänderung
wird auch das Verhältnis der Einschaltzeit zur Impulslückenzeit des Multivibrators
verändert. Erfindungswesentlich ist, daß der Frequenzwechsel des Multivibrators
sprunghaft erfolgt und eine sprunghafte Gleichspannungsänderung nach sich zieht,
die zum schlagartigen Schalten einer Transistorstufe verwendet werden kann.
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Näheres über die Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung
in Verbindung mit der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt ist. Im einzelnen zeigt F i g. 1 eine Blockschaltdarstellung des elektronischen
Schalters, Fig. 2 das elektrische Schaltbild eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Schalters.
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Der in der Zeichnung dargestellte elektronische Schalter besteht
aus einem astabilen Multivibrator 10, einer Schwellstufe 11, einer Induktivität
12 und zweckmäßig einem nachgeschalteten Verstärker 13. Wie im Blockschaltbild der
Fig. 1 durch Pfeile dargestellt ist, besteht eine gegenseitige Beeinflussung zwischen
den drei Stufen 10 bis 12.
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F i g. 2 zeigt die drei Stufen 10 bis 12 des elektronischen Schalters
im elektrischen Schaltbild. Der Multivibrator 10 ist aus den beiden Transistoren
14 und 15, den Kopplungskondensatoren 16 und 17 und den Widerständen 18, 19, 20
und 21 nach bekannter Bauart gebildet. Seine durch den Verbindungspunkt des Kollektors
des Transistors 15 mit dem Kopplungskondensator 16 und dem Widerstand 19 gebildete
Anschlußstelle 22 ist mit der Basis eines Transistors 23 verbunden, der zusammen
mit einem zwischen seinen Kollektor und den Pluspol 24 einer Gleichspannungsquelle
geschalteten Widerstand 25 die Schwellstufe 11 des elektronischen Schalters bildet.
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Die induktive Stufe 12 wird beim dargestellten Ausführungsbeispiel
durch einen sogenannten Schaltkern 26 gebildet, der einen Ringkern 28 aufweist,
der mit einer Wicklung27 versehen ist, deren eines Ende mit dem Emitter des Transistors
23 der Schwellstufe 11 verbunden ist. Das andere Ende der Wicklung 27 ist an eine
Ausgangsklemme 29 gelegt, an welche der in Fig. 1 angedeutete Verstärker 13 angeschlossen
wird. Die Induktivität des Schaltkernes 26 kann durch einen in nicht näher dargestellter
Weise verstellbar angeordneten Permanentmagnet 30 beeinflußt werden.
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Zwischen die Ausgangsklemme 29 und den Minus-
Pol 31 der Gleichstromquelle
sind ein Belastungswiderstand 32 und parallel dazu ein Siebkondensator 33 gelegt.
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Die Wirkungsweise des elektronischen Schalters ist folgende: Nach
dem Durchschalten des Transistors 14 des astabilen Multivibrators 10 wird der Kopplungskondensator
16 über den Transistor 14 und über den Widerstand 19 entladen. Dabei wird der Transistor
14 über den Widerstand 20, der zwischen die Basis dieses Transistors und den Pluspol
24 der Gleichstromquelle gelegt ist, leitend gehalten. In dieser Schaltstellung
des Multivibrators 10 liegt an der Basis des Transistors 23 der Schwellstufe 11
eine positive Spannung, so daß dieser Transistor leitend wird und ein Stromfluß
durch die Windung 27 des Schaltkernes 26 erfolgt. Die beim Einschalten dieses Stromes
auftretende Flußänderung erzeugt am Schaltkern in bekannter Weise eine Selbstinduktionsspannung,
die an der Anschlußstelle 22 des Multivibrators wirksam wird. Durch den Anstieg
der ersten positiven Halbwelle dieser Induktionsspannung wird der Kondensator 16
des astabilen Multivibrators 10 auf einen bestimmten Maximalwert aufgeladen. Beim
Abklingen der ersten Halbwelle verändert sich das Potential an der Anschlußstelle
22 des astabilen Multivibrators 10 von diesem Maximalwert aus in negativer Richtung.
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Diese Potentialänderung wirkt über den Kondensator 16 auf die Basis
des Transistors 14, der dadurch nach Erreichen einer ausreichend großen Potentialänderung
gesperrt wird. Die Größe der Potentialänderung kann durch die Bemessung der Induktivität
des Schaltkernes festgelegt werden.
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Die nach dem Sperren des Transistors 14 folgende Pausenzeit des astabilen
Multivibrators 10 ist wie bei einem unbelasteten Multivibrator vorwiegend durch
die Zeitkonstante des vom Widerstand 20 und dem Kondensator 16 gebildeten RC-Glieds
bestimmt.
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Sobald die im Schaltkreis 26 induzierte Spannung einen von der Schwellstufe
11 und den in der Schaltung verwendeten Widerständen abhängigen Grenzwert unterschreitet,
kann der astabile Multivibrator 10 nicht mehr in den Ausgangszustand zurückkippen,
sondern schwingt mit der durch seine Bauteile bestimmten spezifischen Frequenz.
Oberhalb dieses Grenzwertes wird jedoch durch die induzierte Spannung die Kippfrequenz
des astabilen Multivibrators auf eine höhere Frequenz verändert, wobei der Frequenzübergang
sowohl in der einen als auch in der anderen Richtung sprungartig erfolgt. Mit dem
Frequenzsprung ergibt sich eine sprunghafte Änderung der an der Ausgangsklemme 29
auftretenden Gleichspannung. Die Gleichspannungsänderung wird mittels des Kondensators
33 gesiebt. Dabei ergeben sich in der Schaltung folgende Besonderheiten: Die im
Schaltkern induzierte Spannung wird weniger stark gedämpft. Der parallel zur Kollektor-Emitter-Strecke
des Transistors 15 des astabilen Multivibrators liegende Wechselstromwiderstand
der Schaltung nimmt mit kleiner werdender Induktivität ab, die durch eine Verstellung
des Permanentmagneten 30 verändert werden kann. Bei einer solchen Verstellung nimmt
das Potential des Anschlußpunktes 22 des Multivibrators einen kleineren positiven
Wert an, wodurch die Umladungszeit des Kondensators 16 verkürzt und damit die Kippfrequenz
des Multivibrators vergrößert wird. Durch eine Verkleinerung der Induktivität des
Schaltkernes 26 kann also die Kippfrequenz
des astabilen Multivibrators
vergrößert werden. Der elektronische Schalter gemäß der Erfindung stellt also auch
eine Einrichtung zur sprunghaften und veränderlichen Beeinflussung der Kippfrequenz
eines astabilen Multivibrators dar.
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Patentansprüche: 1. Elektronischer Schalter mit Sprungverhalten,
gekennzeichnet durch einen astabilen Multivibrator (10), der über eine durch eine
Tran-
siatorstufe gebildete Schwellstufe (11) durch eine Induktivität (12) belastet
ist, die über die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors (23) dieser Transistorstufe
und einen Widerstand (25) gespeist ist.